Клавиатура — что это?

Компьютерная клавиатура — это устройство для ввода или вывода информации. Ввод осуществляется через обращение к операциям, проводимым в процессоре и отображаемым на экране. Вывод происходит, как правило, на дополнительно подключаемые устройства, такие как — принтеры, копиры, сканеры, флеш-накопители. Клавиатура имеет стандартно расположенные 101 или 102 кнопки. В зависимости от модели и производителя могут быть включены и дополнительные, которые выполняют определённые функции.

Все имеющиеся кнопочки можно распределить на:

• включающие алфавит и цифры;
• выполняющие определённые функциональные действия в зависимости от используемого программного обеспечения;
• специальные;
• управляющие курсором;
• клавиши цифровой панели — они дублируют цифровые клавиши, но вынесены на правую боковую панель клавиатуры;
• модификаторы, которые способны изменить функциональность других клавиш.

Всё разнообразие клавиатур можно классифицировать с трёх точек зрения.

1. Первое – это удобство работы и назначение. Здесь можно выделить – офисную, эргономичную, мультимедийную, игровую, для мультимедийных центров.
2. Второе — это тип конструкции – стандартная, компактная, настраиваемая, складная, резиновая, водонепроницаемая.
3. Третье — это тип конструкции клавиши и принцип её работы – механический, мембранный, ножничный, ёмкостной сенсор.

Принцип работы

Внутри находится мини-компьютер, а точнее, микросхема, которая обеспечивает выполнение всех функций, заложенных в эту часть компьютера или ноутбука. Основное функциональное назначение микросхемы — это отслеживание сигнала, поступаемого от той или иной кнопки. Далее микросхема осуществляет отправку этого сигнала на обработку в центральный процессор компьютера. Для того чтобы сигнал поступил на микросхему, используются определённые датчики, отслеживающее силу нажатия. Когда сила давления достигает определённого уровня, замыкается электрическая цепь.

Программная поддержка

Любое аппаратное обеспечение, в том числе и рассматриваемое, требует программной поддержки, которое отвечает за обработку всей информации. Для клавиатуры программное обеспечение называется драйвером, который в преобладающем большинстве случаев поставляется вместе с аппаратурой и операционной системой. Именно этот тип драйвера позволяет пользователю выбрать раскладку языка и кнопок.

Разновидности

На сегодняшний день в развитии компьютерной техники можно выделить два типа клавиатур:

• механические;
• сенсорные.

В механических передача данных, непосредственно от клавиатуры, осуществляется путём физического замыкания контакта между клавишей и принимающим устройством. Принцип работы сенсорной заключается в использовании специальных материалов и полупроводников, обладающих определёнными свойствами. Определение такой границы между механическими и сенсорными клавиатурами достаточно условно.

Механические клавиатуры

Принцип работы механической достаточно прост. Заключается он в таком механизме кнопки, который позволяет совершать возвратно-поступательные движения в вертикальном направлении. При опускании клавиши вниз происходит замыкание контактов. При этом на обрабатывающие узлы осуществляется передача сигнала. После того как логический сигнал передан, происходит отпускание клавиши оператором. Возврат в исходное положение осуществляется специальным пружинящим механизмом. Такой принцип работы имеют большинство клавиатур персональных компьютеров и ноутбуков.

Такой тип устройства имеет следующие преимущества:

1. Долговечность при использовании. Стандартная клавиатура выдерживает количество нажатий на каждую кнопку в районе 50 млн раз.
2. Лёгкость в обслуживании.
3. Простота эксплуатации, так как происходит быстрый и точный отклик на нажатие.
4. Данный тип клавиатур находится в доступной ценовой категории, поэтому при поломке изделия и в случае его не ремонтопригодности доступно осуществить её замену на новую.

Несмотря на наличие большого количества положительных характеристик, существуют и отрицательные моменты:

1. Невозможность герметизировать полностью внутреннюю начинку, что может привести к попаданию внутрь мусора и различных жидкостей. Результатом чего становится поломка изделия.
2. Достаточно внушительные габариты, которые не позволяют уменьшить размер сопровождающего изделия.

Мембранные

Принцип действия мембранной клавиатуры очень близок к механической. Но в данном типе работы получается снизить габаритные размеры изделия.

У мембранной как таковые отсутствуют кнопки. Вместо них располагаются упругие мембраны, нажатие на которые передаёт требуемый сигнал, при сжатии мембраны необходимо осуществить до такого уровня, чтобы она коснулась токопроводящего контакта. В свою очередь, токопроводящий контакт монтируется в один из слоёв многослойной конструкции непосредственно к стационарному контакту. А сам стационарный контакт прикреплён к плате устройства.

Плюсы мембранных клавиатур:

1. Малый уровень шума.
2. Невысокая стоимость.
3. Возможность полностью герметизировать внутреннюю часть от внешнего воздействия.
4. Возможность уменьшить габаритные размеры.

Несмотря на наличие существенных плюсов, всё же они имеют и минусы, которые, кстати, и сделали их использование в компьютерной технике достаточно редким явлением. К основным относятся:

1. Низкий уровень тактильности при работе.
2. Быстрый износ составляющих частей изделия, что приводит к его поломке и не ремонтопригодности.
3. Во время эксплуатации, после определённого срока службы, происходит износ мембраны. Это приводит к снижению чувствительности при нажатии, а иногда и полному не ответу клавиши на воздействия извне.

СПРАВКА. На данный момент мембранные кнопки редко используются при производстве компьютерных клавиатур. Чаще всего это кнопки, расположенные на лицевых панелях бытовых приборов, таких как печи, микроволновки, стиральные машины, пульты от телевизора и др.

Ножничные клавиатуры

У многих, кто впервые слышит данное название, возникает вопрос — ножничная клавиатура что это такое? Это также компьютерное устройство для ввода-вывода данных, в этом случае представляет собой комбинацию из двух выше приведённых примеров. То есть это гибрид механической и мембранной.

Этим обусловлен внешний вид ножничной конструкции. Кнопки напоминают стандартную механическую. Но всё же контакт и воздействия в этом случае осуществляется на специальный шток. Для того чтобы шток совершал возвратно-поступательное движение в вертикальной плоскости используются две специальные пластинки. Они скрещиваются между собой, чем напоминают конструкцию ножниц. Кстати, именно из-за этого клавиатура и получила своё название. В месте крепления присутствует шарнир, который позволяет пластинам совершать движение вниз и возвращает их в верхнее положение – таким способом передаётся сигнал.

К плюсам такой конструкции относятся:

1. Доступная ценовая категория.
2. Шумность работы мала, хотя всё же звук при наборе по клавишам присутствует.
3. Хорошая тактильная отдача и реакция клавиши на нажатия. Это позволяет оператору совершать быстрый набор текста без пробелов или не состыковок.
4. Срок службы такого изделия высок и мало чем отличается от механического типа.

Но и недостатки у ножничных клавиатур всё-таки имеются:

1. Несмотря на то что от пыли такая конструкция защищена более или менее неплохо, но от попадания влаги внутрь она способна выйти из строя.
2. Габаритные размеры её достаточно велики, также как и у механической. Поэтому говорить о минимизации размеров тяжело.

ВАЖНО. Именно ножничная клавиатура позволит осуществлять быстрый набор текста с минимально негативным воздействием на руки.

Ёмкостные сенсоры

Стремление технологий всё время уменьшить размер используемого устройства привело к возникновению технологии ёмкостного сенсора. Такой тип клавиши применяется на большинстве планшетов, смартфонов, ноутбуков и моноблоков. Толщина в несколько миллиметров позволяет существенно сэкономить пространство, эргономичность и удобство пользования прибором, а, следовательно, и габариты изделия.

Принцип действия ёмкостного сенсора заключается в следующем: поверхность разбивается на сегменты, причём на небольшой площади таких сегментов может быть от нескольких тысяч до миллионов. Чем больше их количество, тем выше тактильная чувствительность сенсора. Каждый сегмент оснащается микроконденсатором. Размеры такого конденсатора весьма малы, что позволяет использовать их в значительном количестве. При нажатии осуществляется тактильное давление на конденсатор. Он в свою очередь изменяет от этого воздействия свою ёмкость, то есть свой основной параметр. Изменение ёмкости приводит к ответу со стороны процессора, который фиксирует это как сигнал, с последующей обработкой и передачей на центральный процессор изделия.

Если говорить обо всём разнообразии клавиатур, то в принципе, оно достаточно ограничено. Во всяком случае это касается непосредственно работы клавиш изделия. Так, ёмкостные сенсоры — непременные спутники всех новомодных гаджетов, включая смартфоны. Мембранные клавиши и кнопки используются в бытовой технике. Тогда так ножничные клавиатуры идеальный выбор для компьютерных целей.